□康迎宾 □姚园园

（华北水利水电大学）

过堰水流数值模拟研究

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（华北水利水电大学）

文章运用FLUENT软件，以某城市景观河道的水流为研究对象，对小型实用堰的过堰水流进行了数值模拟研究。对过堰水流进行了数值模拟，采用FLUENT计算软件中的RNGk-ε模型（即重整化群k-ε模型）建立了三维水-气两相流模型，由于过堰水流水气交界面的波动较大，故选择VOF方法对水流的水气交界面进行跟踪模拟。控制方程的离散方法则采用有限体积法，并采用迎风差分格式进行空间离散。

数值模拟；过堰水流；有限体积法；VOF方法

1 引言

随着水生态文明城市的创建，城市河道规划及城市水系景观设计等在民生水利建设工程中越来越多地受到人们的的关注。在设计景观河道时，鉴于对河道的防洪、排涝、景观以及生态等功能的考虑，经常采用复式断面作为河道整治断面形式的最佳选择。但是降雨的时空分布不均，水文的洪枯流量大小直接影响着河道的水景观。为保持河道的水景观，经常在河道上修建小型实用堰。文章针对这种小型景观河道工程受试验经费与试验周期等限制，大多只采用水力计算的问题，提出了采用数值模拟代替物理模型试验的方法对水力设计方案加以验证。

2 紊流模型控制方程

文章模拟所采用的RNG k-ε模型的控制方程见公式（1）与（2）。

式中：ρ表示密度；t为时间；k为紊动能；ε为耗散率；α、β均为修正系数；u为速度矢量；ui为速度分量；xi为坐标分量；μ为动力粘滞系数；……